पहली बार इंसानों ने 'मशीनों की आँखों' के बारे में गंभीरता से सोचा, तो यह किसी प्रयोगशाला में नहीं, बल्कि विज्ञान कथाओं में था।
अब, एक वास्तविक 'बायोनिक रोबोटिक आई' कागज़ों से निकलकर एक वास्तविक प्रोटोटाइप में आ गई है: यह नरम सामग्री से बने लेंस का उपयोग करती है और प्रकाश को ही 'ऊर्जा' के रूप में इस्तेमाल करती है, जो एक चींटी के पैर के छोटे-छोटे बालों को सूक्ष्म पैमाने पर देख सकती है, और इसकी विभेदन क्षमता मानव आँख की शारीरिक सीमा से अधिक हो गई है।
यह एक साधारण 'कैमरा अपग्रेड' नहीं है, बल्कि प्रकाशिकी और सामग्री के संयोजन के माध्यम से 'मशीनों दुनिया को कैसे देखती हैं' का पुनर्निर्माण है।
I. यह 'रोबोटिक आई' वास्तव में क्या है?
यह काम संयुक्त राज्य अमेरिका की एक शीर्ष इंजीनियरिंग यूनिवर्सिटी की टीम का है। उन्होंने जो बनाया है वह एक खोल वाला 'इलेक्ट्रॉनिक आईबॉल' नहीं है, बल्कि एक बिल्कुल नया सॉफ्ट बायोनिक लेंस सिस्टम है, जिसे अंग्रेजी में PHySL (फोटोरेस्पॉन्सिव हाइड्रो जेल सॉफ्ट लेंस) के रूप में संक्षिप्त किया गया है, जिसका शाब्दिक अनुवाद 'फोटोरेस्पॉन्सिव हाइड्रो जेल सॉफ्ट लेंस' है।
इसकी बुनियादी संरचना को इस प्रकार तोड़ा जा सकता है:
● केंद्र: एक लचीला सिलिकॉन बहुलक लेंस, जिसका उपयोग बुनियादी इमेजिंग को पूरा करने के लिए किया जाता है;
● बाहरी रिंग: ग्राफीन/ग्राफीन ऑक्साइड से युक्त एक फोटोरेस्पॉन्सिव हाइड्रो जेल रिंग, जो कृत्रिम 'सिलियरी मांसपेशियों' के एक चक्र के बराबर है;
● समग्र: पूरी तरह से नरम और मुड़ने योग्य, बिना कठोर लेंस, मोटर्स या पेंच के।
इसका मूल इस बात में निहित है: यह किसी भी मोटर या बाहरी बिजली स्रोतों पर निर्भर नहीं करता है, बल्कि ज़ूम करने के लिए खुद को चलाने के लिए प्रकाश का उपयोग करता है।
II. यह 'प्रकाश' के साथ फोकस कैसे पूरा करता है?
पारंपरिक कैमरे या मानव आँखें फोकस करने के लिए यांत्रिक या जैविक 'मांसपेशियों' पर निर्भर करती हैं।
यह बायोनिक लेंस एक पूरी तरह से अलग रास्ता अपनाता है: यह लेंस को खुद से 'हिलाने' के लिए सामग्री के फोटोथर्मल प्रभाव और आयतन परिवर्तन का उपयोग करता है।
तर्क बहुत स्पष्ट है:
1. बाहरी हाइड्रो जेल को ग्राफीन के साथ डोप किया जाता है—ग्राफीन में मजबूत प्रकाश अवशोषण होता है और यह प्रकाश ऊर्जा को तापीय ऊर्जा में बदल सकता है।
2. जब उस पर प्रकाश पड़ता है, तो स्थानीय तापमान बढ़ जाता है—हाइड्रो जेल तापमान के प्रति संवेदनशील होता है और गर्म होने पर प्रतिवर्ती विस्तार या संकुचन से गुजरता है।
3. हाइड्रो जेल का विस्तार/संकुचन लेंस को निचोड़ता है—यह 'प्रकाश-संचालित मांसपेशियों' के एक छल्ले के बराबर है जो बीच वाले सिलिकॉन लेंस पर यांत्रिक प्रभाव डालता है।
4. लेंस की वक्रता बदलती है, और फोकल लंबाई तदनुसार बदलती है—जैसे-जैसे वक्रता बदलती है, प्रकाश के अभिसरण का तरीका बदल जाता है, और फोकल बिंदु 'वायरलेस ज़ूम' प्राप्त करने के लिए आगे और पीछे चलता है।
एक अधिक जटिल प्रणाली में, शोधकर्ताओं ने इस सॉफ्ट लेंस को एक हाइड्रो जेल माइक्रोफ्लुइडिक नेटवर्क में एम्बेड किया, उसी प्रकाश की किरण का उपयोग करते हुए एक ही समय में 'इमेजिंग + तरल चैनल स्विचिंग' को नियंत्रित किया, जिससे एक प्रोटोटाइप 'इलेक्ट्रॉनिक-मुक्त सॉफ्ट कैमरा' बनाया गया।
इसका मतलब है कि कुछ परिदृश्यों में, कैमरा बिजली और कठोर सामग्री से छुटकारा पा सकता है और केवल प्रकाश और नरम सामग्री से पूरा किया जा सकता है।
III. इसकी 'दृष्टि मानव आँख से बेहतर' क्यों है?
मीडिया रिपोर्टों ने एक चौंकाने वाला बयान इस्तेमाल किया: 'वैज्ञानिकों ने इंसानों से बेहतर दृष्टि वाली एक रोबोट आई बनाई है'।
इसे तोड़ते हुए, मुख्य रूप से दो पहलू हैं:
1. विभेदन क्षमता मानव आँख की शारीरिक सीमा से अधिक है
मानव आँख की भौतिक संरचना और रेटिना की व्यवस्था से बाधित, नग्न आँख की विभेदन सीमा लगभग 100 माइक्रोमीटर के क्रम में है। छोटी संरचनाओं को देखने के लिए, माइक्रोस्कोप की आवश्यकता होती है।
प्रायोगिक सत्यापन में, यह बायोनिक सॉफ्ट लेंस कर सकता है:
● लगभग 4 माइक्रोमीटर के क्रम में विवरणों का समाधान करें;
● एक चींटी के पैर पर छोटे बालों और सूक्ष्म संरचनाओं की स्पष्ट रूप से छवि बनाएं।
'विभेदन' और 'निकट-रेंज माइक्रोस्कोपिक इमेजिंग क्षमता' के आयामों में, इसने मानव नग्न आँख की भौतिक ऊपरी सीमा को पार कर लिया है।
2. आकृति विज्ञान और अभिगम्यता पारंपरिक प्रकाशिकी से भिन्न हैं
कठोर कांच/प्लास्टिक लेंस की तुलना में, इस सॉफ्ट लेंस में कई विशेषताएं हैं:
● पूरी तरह से नरम और सॉफ्ट रोबोट के शरीर के साथ अभिन्न रूप से बनाया जा सकता है;
● मोटर्स, तारों या गियर की कोई आवश्यकता नहीं है, एक अत्यंत सरल संरचना के साथ;
● केवल प्रकाश ड्राइव पर निर्भर करता है और 'स्वयं-ऊर्जा आपूर्ति' की क्षमता रखता है।
चरम वातावरण में जहां इंसानों का प्रवेश करना उचित नहीं है और पारंपरिक लेंस को रखना उचित नहीं है (उच्च दबाव, संकीर्ण स्थान, घुमावदार चैनल, जीवित जीव, आदि), इस सॉफ्ट लेंस की अभिगम्यता और अनुकूलन क्षमता मानव आँख और पारंपरिक लेंस के लिए प्राप्त करना मुश्किल है।
यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि मानव 'दृष्टि' का समग्र प्रदर्शन 'आँखों + मस्तिष्क' का एक व्यापक परिणाम है। वर्तमान में, बायोनिक सॉफ्ट लेंस केवल 'ऑप्टिकल इमेजिंग और फोकसिंग' के पहलू में फायदे दिखाता है, और मानव मस्तिष्क के समान उन्नत दृश्य अनुभूति नहीं है।
IV. इसका उपयोग कहाँ किया जा सकता है: सॉफ्ट रोबोट से लेकर न्यूनतम इनवेसिव मेडिसिन तक
इस प्रकार की बायोनिक रोबोटिक आई को मोबाइल फोन में 'पैरामीटर' की एक अतिरिक्त लाइन जोड़ने के लिए डिज़ाइन नहीं किया गया है, बल्कि नए रूपों के एक बैच के लिए एक दृश्य आधार प्रदान करने के लिए डिज़ाइन किया गया है।
कई विशिष्ट दिशाएँ देखी जा सकती हैं:
1. सॉफ्ट सर्च एंड रेस्क्यू रोबोट्स मलबे से गुजरने वाले सॉफ्ट रोबोट्स को एक सॉफ्ट बॉडी की आवश्यकता होती है और विवरणों को स्पष्ट रूप से देखने में सक्षम होना चाहिए। पारंपरिक हार्ड लेंस बॉडी डिफॉर्मेशन का पालन करना मुश्किल है, और इस प्रकार का लेंस स्वाभाविक रूप से उपयुक्त है।
2. कृषि और औद्योगिक निरीक्षण यह रोग धब्बों, दरारों और दोषों की पहचान करने में मदद करते हुए, निकट-रेंज उच्च-रिज़ॉल्यूशन इमेजिंग के लिए पौधे की पत्तियों, फलों, सोल्डर जोड़ों और सूक्ष्म संरचनाओं के पास जा सकता है।
3. न्यूनतम इनवेसिव सर्जरी और एंडोस्कोपिक इमेजिंग सॉफ्ट लेंस कठोर जांच से होने वाले ऊतक क्षति को कम करने और संकीर्ण स्थानों में स्वचालित फोकसिंग बनाए रखने के लिए लचीले कैथेटर और लचीले एंडोस्कोप के फ्रंट एंड पर एकीकृत होते हैं।
4. जैविक नमूनों का माइक्रोस्कोपिक अवलोकन यह ऑन-साइट रैपिड डिटेक्शन के लिए कम लागत वाले, मुड़ने योग्य माइक्रोस्कोपिक इमेजिंग मॉड्यूल बनाने के लिए माइक्रोस्कोप ऑब्जेक्टिव लेंस के एक हिस्से को बदल सकता है।
5. चरम पर्यावरण का पता लगाना गहरे समुद्र, उच्च दबाव और मजबूत प्रभाव वाले वातावरण में, लचीले लेंस पारंपरिक लेंस की तुलना में टूटने की संभावना कम होती है और दीर्घकालिक तैनाती के लिए अधिक उपयुक्त होते हैं।
एक औद्योगिक तर्क परिप्रेक्ष्य से, यह तकनीक 'सॉफ्ट विजुअल फ्रंट-एंड' का एक नया ट्रैक खोलती है, न कि केवल 'एक पीढ़ी द्वारा हाई-डेफिनिशन कैमरों को अपग्रेड करना'।
V. बायोनिक रोबोटिक आई और आईरिस रिकॉग्निशन का संयोजन
आगे, हम केवल एक चीज़ पर ध्यान केंद्रित करते हैं: इस प्रकार की बायोनिक रोबोटिक आई का आईरिस रिकॉग्निशन के लिए क्या व्यावहारिक महत्व है।
1. एक बेहतर 'फ्रंट-एंड कलेक्टर': आईरिस रिकॉग्निशन के लिए क्लीनर इमेज प्रदान करना
आईरिस रिकॉग्निशन की ऊपरी सीमा काफी हद तक फ्रंट-एंड इमेजिंग की गुणवत्ता से निर्धारित होती है:
● क्या बनावट पर्याप्त रूप से स्पष्ट है;
● क्या प्रतिबिंब, अवरोधन और डिफोकस नियंत्रणीय हैं;
● क्या गैर-सहकारी स्थिति में स्थिर संग्रह प्राप्त किया जा सकता है।
लचीले बायोनिक लेंस सीधे तीन पहलुओं में उपयोगी हैं:
(1) निकट-रेंज उच्च-रिज़ॉल्यूशन क्षमता आईरिस बनावट स्वयं एक माइक्रोस्ट्रक्चर्ड विशेषता है। माइक्रोमीटर-स्तर की विभेदन क्षमता फीचर निष्कर्षण स्थान का विस्तार करती है और एन्कोडेड सूचना मात्रा को बढ़ाती है, जो सैद्धांतिक रूप से भेदक्षमता और एंटी-काउंटरफीटिंग क्षमता में सुधार कर सकती है।
(2) लचीला फोकसिंग और अनुकूली मुद्रा सॉफ्ट लेंस प्रकाश क्षेत्र नियंत्रण के माध्यम से गतिशील रूप से फोकस कर सकते हैं, और अभी भी यह सुनिश्चित करते हैं कि विषय के आगे और पीछे जाने या अस्थिर मुद्रा होने पर आईरिस फोकल प्लेन पर हो। इसका मतलब है कि खड़े होने की स्थिति, सिर की स्थिति और सहयोग स्तर की आवश्यकताओं को कम किया जा सकता है, जो चैनलों, पैदल यात्री प्रवाह परिदृश्यों और रोबोट इंटरैक्शन परिदृश्यों में तैनाती के लिए अनुकूल है।
(3) आकारिकी अनुकूलन क्षमता पारंपरिक आईरिस मॉड्यूल 'एक बॉक्स' हैं जिनमें सीमित स्थापना स्थितियाँ हैं। लचीले बायोनिक लेंस कर सकते हैं:
● दरवाज़ों के फ्रेम, दीवारों और रोबोट के 'चेहरे' में एम्बेड किया जा सकता है;
● पहनने योग्य उपकरणों (चश्मे, हेडबैंड) के फ्रंट एंड में एकीकृत किया जा सकता है;
● घुमावदार संरचनाओं में फिट हों और पर्यावरण में मिल जाएं।
आईरिस रिकॉग्निशन के लिए, इसका मतलब है कि संग्रह बिंदु अधिक छिपे हुए, प्राकृतिक और विविध हो सकते हैं।
2. 'फिक्स्ड टर्मिनलों' से 'मोबाइल टर्मिनलों' और 'लचीले टर्मिनलों' में आईरिस रिकॉग्निशन को स्थानांतरित करना
अधिकांश पारंपरिक आईरिस रिकॉग्निशन डिवाइस हैं:
● फिक्स्ड टर्नस्टाइल;
● काउंटर/खिड़कियों के सामने डेस्कटॉप डिवाइस;
● कुछ हैंडहेल्ड टर्मिनल।
लचीले बायोनिक लेंस के साथ, नए संयोजन रूप उभर सकते हैं:
(1) सॉफ्ट सर्विस रोबोट रोबोट का फ्रंट एंड एक बायोनिक 'आई' है, जो उपयोगकर्ताओं के पास जाने पर आईरिस इमेज एकत्र करते हुए नेविगेशन और पर्यावरणीय धारणा करता है, कार्ड-मुक्त और संपर्क रहित मजबूत पहचान प्रमाणीकरण प्राप्त करता है।
(2) गश्ती/कानून प्रवर्तन टर्मिनल लचीले मॉड्यूल कानून प्रवर्तन बॉडी कैमरों, आईडी बैज, हेलमेट और अन्य उपकरणों में एकीकृत होते हैं ताकि प्राकृतिक मानव-मानव संपर्क के दौरान उच्च सुरक्षा स्तर के साथ पहचान सत्यापन पूरा किया जा सके, बजाय इसके कि दूसरे पक्ष को रुकने और एक निश्चित डिवाइस के पास जाने की आवश्यकता हो।
(3) चिकित्सा परिदृश्यों में पहचान बंधन बायोनिक लेंस लचीले एंडोस्कोप, कैथेटर और निरीक्षण उपकरण के फ्रंट एंड पर एकीकृत होते हैं, जो एक ही समय में आईरिस शूटिंग के लिए होते हैं, सर्जरी, निरीक्षण और दवा प्रशासन की पूरी प्रक्रिया के दौरान आईरिस पहचान के साथ अद्वितीय रोगी को लॉक करते हैं, बेमेल और चिकित्सा विवादों को कम करते हैं।
संक्षेप में, बायोनिक रोबोटिक आई आईरिस रिकॉग्निशन को 'एक निश्चित बिंदु पर एक डिवाइस' से 'सिस्टम में एक क्षमता' में बदल देती है, जिसे किसी भी दृश्य फ्रंट-एंड में एम्बेड किया जा सकता है जिसके लिए मजबूत पहचान प्रमाणीकरण की आवश्यकता होती है।
3. जटिल वातावरण में रिकॉग्निशन मजबूती में सुधार
आईरिस रिकॉग्निशन अक्सर इंजीनियरिंग कार्यान्वयन में कई समस्याओं का सामना करता है:
● बाहरी चकाचौंध और बैकलाइट वातावरण;
● चश्मा, प्रतिबिंब और आंशिक अवरोधन;
● बड़े उपयोगकर्ता आंदोलन और मुद्रा परिवर्तन।
लचीले बायोनिक लेंस जटिल विरूपण और वातावरण के लिए डिज़ाइन किए गए हैं, और उनकी सामग्री और संरचनात्मक विशेषताओं का उपयोग किया जा सकता है:
● चश्मे के प्रतिबिंब और कॉर्नियल हाइलाइट को कम करने के लिए फिल लाइट और इमेजिंग कोणों को अधिक लचीले ढंग से व्यवस्थित करें;
● रोबोट जैसे गति प्लेटफार्मों पर, अनुकूली ज़ूम के माध्यम से गति धुंधलापन के प्रभाव को बफर करें;
● अपेक्षाकृत स्थिर आईरिस इमेजिंग गुणवत्ता प्राप्त करने के लिए प्रकाश ड्राइव के माध्यम से विभिन्न प्रकाश व्यवस्था की स्थिति के तहत ऑप्टिकल पथ को जल्दी से समायोजित करें।
ये क्षमताएं सीधे वापस फीड होंगी:
● रिकॉग्निशन सफलता दर;
● उपयोगकर्ता अनुभव ('मुद्रा को आगे-पीछे समायोजित करने के बजाय एक पल के लिए खड़े होकर गुजरें');
● प्रयोग करने योग्य पर्यावरण सीमा (इनडोर, अर्ध-आउटडोर, मोबाइल)।
सारांश
बायोनिक रोबोटिक आई 'देखने और स्पष्ट रूप से देखने' की समस्या का समाधान करते हैं, जबकि आईरिस रिकॉग्निशन 'सटीक रूप से पहचानने और दृढ़ता से बांधने' की समस्या का समाधान करता है।
जब दोनों को मिलाया जाता है, तो आईरिस रिकॉग्निशन को नए फ्रंट-एंड प्रवेश द्वार और व्यापक अनुप्रयोग परिदृश्य मिलते हैं।
